-
Unterwasser-Schneidbrenner Die Erfindung bezieht sich auf einen Unterwasser-Schneidbrenner
für flüssigen Brennstoff, bei welchem der Brennstoff in feinverteiltem Zustand mit
dem Heizsauerstoff unmittelbar innerhalb des, Bremnermundstücks bzw. -aufsatzes
gemischt wird.
-
Die Heizwirkung der Vorwärmeflamme von Unterwasser-Schneidbrennern,
die mit flüssigen Brennstoffen arbeiten, hängt ab von der Dichte des Brennstoffdampfes,
der mit einem die Verbrennung unterhaltenden Mittel, z. B. Sauerstoff, gemischt
die Vorwärmeflamme bildet. Bei einem Gemisch mit Brennstoffdampf von zu geringer
Dichte, üblicherweise als zu mageres Gas bezeichnet, ist die Heizwirkung wegen der
zu kleinen Wärmemenge, bezogen auf die Raumeinheit, zu gering, ebenso wie bei einem
Gemisch mit zur hoher Dampfdichte, das infolge des mitgerissenen flüssigen Brennstoffs
unvollkommen verbrennt. Die Heizwnrkungder Vorwä:rmeflammevonU nterwasser-Schneidbrennern
muß aber möglichst kräftig sein, da j a außer der Wärme, die nötig ist, den zu schneidenden
Werkstoff auf
seine Enizündungsteniperatur zu bringen. noch die
von dem umgehenden Wasser abgeführte Wärme ersetzt werden muß. Zudem müssen Zündgeschwindigkeit
und Austrittsgeschwindigkeit des Gemisches in einem solchen Verhältnis stehen, daß,
abgesehen von der Rückschlagsicherheit, ein sicheres Stehen der Flamme unter Wasser
erreicht wird. -Gemische mit zu geringer oder zu hoher Dichte des Brennstoffdampfes
haben eine kleinere Schneidbrenner für flüssige 13rennstoite, «-elche die Überführung
des flüssigen Brennstoffs in einen für die Verbrennung geeigneten Zustand durch
zusätzliche Heizflammen, elektrische Beheizung, sog. Wärmerückstauer. Ejektorivirkung
oder Zerstäubung durch Prallflächen bewirken, sind .bekannt. Zusätzliche Heizflammen
scheiden für L"nterwasser-Schneidbrenner aus konstruktiven Gründen aus. Die elektrische
Beheizung bedingt eine Stromzuführung aus einem Netz an Land oder durch eine ortsbewegliche
Dynamomaschine mit eigener Kraftquelle.
-
Die hierzu nötige Kabelverlegung und Zuführung des Stroms bis zum
Brenner erfordert längere Einrichtezeiten und verursacht höhere Kosten, die namentlich
kleinere L`nterwasser-Schneidarbeiten unverhältnismäßig verteuern. Bei Brennern.
die mit Wärmerückstauern arbeiten, wird ein Teil der V orwürmeflamme zur Verdampfung
des Brennstoffs zurückgeleitet und geht für die Vorwärmung des '\@'erl:stficl:s
verloren, Die Verwendung von Wärmerückstauern oder elektrischer Beheizung erfordert
größere Durchmesser des Brennerkopfes, letztere auch noch größere Baulänge, wodurch
das Arbeiten an schlecht zugänglichen Stellen erheblich erschwert oder fast unmöglich
wird.
-
Auch der umständliche Aufbau beider Brennerarten ist als ein Nachteil
anzusehen. Brenner, die nach dem Ejektorprinzip arbeiten, neigen" zur Entmischung,
bieten also nicht die Gewähr dafür, daß das Mischungsverhältnis von Sauerstoff zu
Brennstoff möglichst gleichbleibend bleibt. Bei allen vorgenannten Einrichtungen
wird das Sauerstoff-Brennstoff-Gemisch schon vor der Flammenwurzel gebildet und
ist auf eine gewisse Länge des Zuführungsweges zur Brennermündung der Wärme ausgesetzt,
so dali bei der holten Verdampfungsgeschwindigkeit der meist verwendeten Kohlenwasserstoffe,
wie z.13. Benzin öder Benzol, der Brennstoff vergast wird. Durch ein Gemisch mit
vergastem Brennstoff, also ein Gemisch von geringer Dichte, kann die Schnittstelle
nur langsam vorgewärmt werden. Das bedeutet neben höherem Brennstoffverbrauch eine
Herabsetzung der Schneidleistung und-eine erhebliche Verteuerung des Schnittes.
Ferner ist ein-Brenner zur autolieiteii Metallbearheitung bekaiilit, der mit einer
Heizgassauerstoffflamme arbeitet, der roch in einer besonderen Leitung flüssiger
Brennstoff zugeführt wird. Mit dem "Zusetzen von flüssigen Brennstoffen soll eine
erhebliche Minderung der Kosten für Gase erzielt werden. Abgesehen davon, daß die
für diesen Brenner vorgesehene Art der "Zuführung des flüssigen Brennstoffs Schwierigkeiten
bietet in bezug auf die restlose Überführung des flüssigen Brennstoffs in die für
die Verbrennung geeignetste Form, wäre ein solcher Brenner für L.'nterwasser-Schneidarbeiten
zu umständlich, da außer den Heizgas- und Sauerstoffflaschen noch ein zusätzlicher
Behälter für flüssigen Brennstoff vorhanden sein und am Brennerhandgriff noch ein
zusätzlicher Schlauch für flüssigen Brennstoff angeordnet werden muß.
-
Diese Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch behoben, daß die
die Schneid-und Heizsauerstofzuleitungen uingelrenden Brennstoffzuführungskanäle
auf einen solchen Teil ihrer Länge vom Wasser umspült sind, däß der Brennstoff in
danil>fförinigein Zustand in die Flammen @N=urzel eintritt. Es kann also durch die
Wasserkühlung des Verdampfers die Lberführung des Brennstoffs aus dein flüssigen
in den dampfförmigen Zustand beim Durchströmen zeitlich so geregelt werden, da13
im Mischraum, in welchen der Verdampfer iniindet, der Flammenwurzel der Brennstoff
in der für die @'erl)renntuig geeignetster Dampfform zugeführt wird.
-
Die Brennstoffzufiihrungskanäle sind nach der Erfindung vorteilhaft
als zylindrische Bohrungen ausgebildet, in die walzenförmige Körper mit geringem
Spiel eingesetzt sind. Der Zutritt des die Brennstoffzuführungskanäle umspülenden
Wassers findet durch eine durchlochte und _ mit dem Brennerkopf verschraubte Hülse
statt.
-
Die Erfindung ist in Abb. i, die ein Ausführungsbeispiel darstellt,
veranschaulicht. Der flüssige Brennstoff gelangt aus der Brennstoffleitung
a. durch den Brennerkopf h
über einen Ringkanal c in eine Anzahl 13rennstoffzuführungskanäle
d im Verdampfer e. Der Verdampfer e ist in Abb. 2 in vergrößertem Maßstab mit den
gleichen Bezeichnungen wie in Abb. z dargestellt. Durch die in diesen Brennstoffzuführüngskanä
len befindlichen Körper f entsteht in jedem Brennstoffzuführungskanal ein schmaler
Ringraum; im welchem der durchströmende Brennstoff zu einer ganz dünnen Schicht
ausgebreitet wird. Zur Vergrößerung der Verdampf ungsoberfläc ie dieser Brennstoffschicht
- können die walzenförmigen Körper aufgeraulit sein. Der verdampfte Brennstoff<
mischt
sich mit dem Heizsauerstoff erst nach dem Austritt aus dem Verdampfer e in dem vom
Verdampfer und vom Brennermundstück g gebildeten Mischraum lt. Der Verdampfer wird
auf eine bestimmte Länge durch Wasser gekühlt, welches durch Bohrungen, die die
Lochkreise i in der Hülse k bilden, tritt. Die durchtretende Wassermenge
kann durch Verstellen der Hülse k, die zu diesem Zweck z. B. mit Gewinde versehen
sein kann, geregelt werden. Durch diese Anordnung wird eine stetige Überführung
des flüssigen Brennstoffs in die für die Verbrennung günstigste Dampfform erreicht,
indem der Brennstoff auf dem Wege durch den schmalen Ringraum zwischen der Innenwand
der Brennstoffzuführungskanäle d und den walzenförmigen Körpern f zuerst durch das
den Verdampfer umgebende Wasser kühl gehalten, dann gleichmäßig fortschreitend erwärmt
und schließlich kurz vor dem Austritt aus dem Verdampfer durch die Wärme an der
Flammenwurzel schnell und sicher verdampft wird. Des weiteren wird durch diese Anordnung
sowohl ein Mitreißen von flüssigem Brennstoff und damit unvollkommene Verbrennung
vermieden als auch einer Überhitzung des Brennstoffs und damit der Bildung eines,
zu mageren- Gemisches vorgebeugt. Der Heizsauerstoff wird durch die Leitung i bis
zum Eintritt in den Mischraum la getrennt durch den Verdampfer geführt, um die Bildung
explosiver Gemische in@ dem Verdampfer zu verhindern. Die Austrittsbohrungen in
für den Brennstoff und der Heizsauerstoffzuleitungen n im Kopf des Verdampfers e
sind räumlich so zueinander angeordnet, daß im Mischraum h eine kräftige Durchwirbelung
und innige Mischurig von Brennstoffdampf und Heizsauerstoff gewährleistet ist. Der
Schneidsauerstoff wird durch die Leitung o zentral durch den Verdampfer geführt
und trifft, aus dem Schneidsauerstoffzuführungskanal p austretend, von der Vorwärmeflamme
allseitig umgeben, auf das Werkstück.